2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Оценить дисперсию ошибки оценки
Сообщение19.12.2011, 01:39 


14/05/09
17
Добрый день!
Помогите, пожалуйста, найти правильную оценку дисперсии ошибки оценки. У самого как то не получается довести до конца решение этой задачи.

Ставится стандартная задача МНК
$f_i(t)=c_i(t) X + r_i(t), \quad i =1,.., N$
данное выражение переписываем в векторном виде
$z(t) = b(t) X + r(t) $, где $z(t), b(t), r(t)$ векторы составленные соответственно из $f_i(t), c_i(t), r_i(t)$.

В данной задаче принимаем, что процессы $r_i, \, i=1,..,N$ являются "цветными" шумоми. С помощью преобразования Фурье выбелим шумы, получим следующее выражение:
$Z(\omega) = B(\omega) X + R(\omega). $ Здесь для прямого преобразования я использую следующую формулу $F(\omega) = \frac{1}{2\pi}\int f(t) e^{-i\omega t} dt. $
Теперь, пользуясь утверждением об оптимальной оценке (откуда уже не помню), говорим что оценка $X$ находится из уравнения
$ \left\{\int \limits_{-\infty}^{+\infty}
 B^*(\omega)\Gamma (\omega) B(\omega)  d\omega \right\} X=
  \int\limits_{-\infty}^{+\infty} B^*(\omega)  \Gamma (\omega) Z(\omega) \,
  d\omega.$
Здесь $\Gamma (\omega) =[S_r(\omega)]^{-1}$. Дисперсия ошибки $X$ имеет вид
$D_{XX}^{-1}=\int \limits_{-\infty}^{+\infty} B^*(\omega)\Gamma (\omega) B(\omega)  d\omega$.
Теперь переходим непосредственно к поиску оценки дисперсии. На этом шаге считаем, что процессы $c_n$ - это куски стационарных случайных процессов $\xi_n$ со спектральными плотностями $S_n(\omega)$, то есть:
$c_{n}(t)=
 \left\{
 \begin{array}{ll}
  \xi_n(t), &t\in[-T,T] \\
  0,      &t\in(-\infty, -T]\cup[T, +\infty)
 \end{array}
\right.$
Спектральное представление процесса $c_n(t)$ имеет вид
$C_n(\omega)=\int\limits_{-\infty}^{+\infty}
\frac{\displaystyle \sin T(\omega-\nu)}{\displaystyle \pi (\omega-\nu)} \,
d V_n(\nu)$.
Для процесса $b(t)$ спектральное представление будет следующим
$B(\omega)=
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \frac{\displaystyle \sin T(\omega-\nu)}{\displaystyle \pi (\omega-\nu)} \,
    d W(\nu).$
$W(\nu)$ - матричный процесс, строки которого - процессы $V_n(\nu)$. Будем считать, что $V_n(\nu)$ - независимы и имеют интенсивности $S_n(\nu)$.
Подставляя это разложение в выражения для дисперсии, получим
$D_{XX}^{-1} = \int\limits_{-\infty}^{+\infty} d\omega
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \frac{\displaystyle \sin T(\omega-\nu) \sin T(\omega-\sigma)}
    {\displaystyle \pi^2 (\omega-\nu)(\omega-\sigma)}
    \, dW^*(\sigma) \Gamma (\omega) \, dW(\nu).$

Вот с этого места у меня начинаются всякого рода фокусы. Нахожу матожидание от этого выражения
$M[D^{-1}_{XX}]=\int\limits_{-\infty}^{+\infty} d\omega
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\sigma) S_n(\sigma)\right]
    \frac{\displaystyle \sin^2 T(\omega-\sigma)}{\displaystyle \pi^2 (\omega-\sigma)^2} \,
    d\sigma,\quad \Gamma_{nn}$ - диагональные элементы матрицы $\Gamma(\omega)$. Вроде бы ошибок нет в этом месте. Теперь устремляя $T\rightarrow \infty$ и пользуясь свойством $\lim\limits_{a\rightarrow 0} \frac{1}{a}\frac{\sin(x/a)}{x/a} = \delta(x)$ источник получим следующее выражение для матожидания дисперсии
$M[D^{-1}_{XX}] = \frac{1}{ \pi^2}
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\omega) S_n(\omega)\right]
    \, d\omega.$ В этом результате не совсем уверен. На этом месте я хочу сказать, что сама дисперсия при $T\rightarrow \infty$ равна математическому ожиданию.
То есть
$ D^{-1}_{XX} = \frac{1}{ \pi^2}
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\omega) S_n(\omega)\right]
    \, d\omega.$
Как можно строго доказать последнее утверждение?

 Профиль  
                  
 
 Re: Оценить дисперсию ошибки оценки
Сообщение06.01.2012, 20:32 


14/05/09
17
urankhai в сообщении #517108 писал(а):
Теперь устремляя $T\rightarrow \infty$ и пользуясь свойством $\lim\limits_{a\rightarrow 0} \frac{1}{a}\frac{\sin(x/a)}{x/a} = \delta(x)$ источник получим следующее выражение для матожидания дисперсии
$M[D^{-1}_{XX}] = \frac{1}{ \pi^2}
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\omega) S_n(\omega)\right]
    \, d\omega.$


Здесь не совсем правильно посчитал. У меня получилось два возможных ответа:
1. $M[D^{-1}_{XX}] =
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\omega) S_n(\omega)\right]
    \, d\omega,$
либо
2. $M[D^{-1}_{XX}] = \frac{T}{ \pi}
    \int\limits_{-\infty}^{+\infty}
    \sum\limits_{n=1}^N \left[\Gamma_{nn}(\omega) S_n(\omega)\right]
    \, d\omega.$

В первом случае считаю, что \lim\limits_{T\rightarrow \infty}\frac{\sin^2 T(\omega-\sigma)}{\pi^2 (\omega-\sigma)^2} = \lim\limits_{T\rightarrow \infty}T^2\cdot\frac{\sin^2 T(\omega-\sigma)}{T^2\pi^2 (\omega-\sigma)^2} = \delta^2(\omega-\sigma),

во втором случае, \lim\limits_{T\rightarrow \infty}T\cdot\frac{\sin T(\omega-\sigma)}{T\pi (\omega-\sigma)} \cdot\frac{\sin T(\omega-\sigma)}{\pi (\omega-\sigma)} = \delta(\omega-\sigma)\cdot\lim\limits_{T\rightarrow \infty}\frac{\sin T(\omega-\sigma)}{\pi (\omega-\sigma)}.

Объясните пожалуйста, где я ошибаюсь?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group